本發(fā)明涉及一種輸出裝置與方法，尤其涉及一種馬鈴薯自動分級輸出裝置與方法。

背景技術：

目前在分選農產(chǎn)品方面，分級輸出機的設計主要有兩種，一種是網(wǎng)篩式分級裝置和滾筒式分級裝置，網(wǎng)篩式分級裝置是讓馬鈴薯通過不同網(wǎng)孔大小的網(wǎng)篩，從而分級出不同大小等級的馬鈴薯；這種方式只能篩選出形狀相對規(guī)則的物體，且容易發(fā)生塊莖夾持在網(wǎng)孔中，并且在振動過程中也容易造成馬鈴薯的機械損傷；同樣，滾筒式分級設備也存在上述情況。另一種是托盤式式分級裝置，即一個托盤上托一個物體，通過托盤的傾斜釋放物體進行分級；這種分級方式不僅工作效率較低，而且也存在容易造成馬鈴薯機械損傷的缺陷，并且無法根據(jù)馬鈴薯的外部形態(tài)以及有無損傷缺陷進行精確分級。因此，急需開發(fā)一種新型的輸出裝置及方法來完成對馬鈴薯外部缺陷、形狀、尺寸、質量等指標的綜合檢測和分級。

技術實現(xiàn)要素：

為了解決上述技術所存在的不足之處，本發(fā)明提供了一種馬鈴薯自動分級輸出裝置與方法。

為了解決以上技術問題，本發(fā)明采用的技術方案是：一種馬鈴薯自動分級輸出裝置，包括支架總成，它還包括氣壓缸、分級閘板、傳送帶；支架總成的上端兩側均設置有平帶輪，傳送帶平鋪于兩個平帶輪之間；傳送帶的上端設置有倒u型的支撐板；支撐板的前后兩側均通過多根立柱與支架總成固定相連；

支撐板的上端縱向設置有多個氣壓缸，氣壓缸的后側均對應設置有導向塊；氣壓缸和對應的導向塊均通過導向桿與分級閘板固定相連；

分級閘板設置于支撐板內；分級閘板與傳送帶的傳送方向呈45°夾角；分級閘板在氣壓缸的控制作用下在相應的時間下落，進而改變恰經(jīng)此處的馬鈴薯的運動軌跡，使此馬鈴薯運動到相應的分級槽中；

氣壓缸前側的支撐板上均對應設置有光電開關；光電開關下側的支撐板上均對應開設有出料口，自動分級后的馬鈴薯分別通過不同的出料口運動至對應的分級槽中；

光電開關首先將檢測到的馬鈴薯位置信號傳遞給上位機，上位機再根據(jù)程序預先設定對特定的氣壓缸進行選擇性開啟，從而控制相應的分級閘板進行下落動作，把傳送來的馬鈴薯引導至相應的分級槽中。

平帶輪的一端通過v帶與v帶輪相連接；v帶輪設置于電機的輸出端；電機通過電機底座架設于支架總成的下部。

v帶的外側設置有帶輪防護罩。

平帶輪的兩端均通過帶座軸承安裝于墊塊上；墊塊的下端均設置有方形管，帶座軸承均通過墊塊和方形管固定設置于支架總成上。

一種馬鈴薯自動分級輸出方法，其具體步驟如下：

ⅰ、馬鈴薯從上一級的光選儀配套輸送機上拋出后，以固定的拋物線經(jīng)過四個ccd攝像機形成的正四面體攝影區(qū)的中心；此時，ccd攝像機進行圖像采集，并將馬鈴薯表面的全方位圖像信息傳送給上位機；

ⅱ、上位機通過處理馬鈴薯的圖像信息，對得到的馬鈴薯外部品質信息進行判斷；先判斷馬鈴薯表面是否有缺陷，若有缺陷則直接控制執(zhí)行分級處理，若沒有缺陷則判斷是否為畸形馬鈴薯；若為畸形馬鈴薯則控制執(zhí)行分級處理，若不是畸形馬鈴薯則進行大小的判斷，然后按照大小等級對馬鈴薯進行分級處理；

ⅲ、馬鈴薯在經(jīng)過步驟ⅰ中的平拋運動并降落至分級裝置的傳送帶上之后，由光電開關檢測此馬鈴薯在傳送帶上的坐標信號并將該信號傳遞給上位機，從而為后面的分級環(huán)節(jié)提供精確的位置坐標；

ⅳ、上位機給氣壓缸發(fā)出信號指令，控制分級閘板的運動，保證分級閘板會在相應的時間把相應的馬鈴薯精確的引導進入相應的分級槽中；分級后的馬鈴薯隨著分級槽的下滑通道進入分級箱中；不同大小以及外表面損傷的馬鈴薯都會進入相應不同的分級箱中，完成自動分級輸出。

本發(fā)明具有分級效率高、作用方式溫和無損傷、可根據(jù)馬鈴薯外部缺陷、形狀、尺寸、質量等指標進行綜合檢測和分級的優(yōu)點，能明顯提高馬鈴薯的無損分級精度，從而適應于現(xiàn)代智能化生產(chǎn)。

附圖說明

圖1為自動分級輸出裝置的整體結構示意圖。

圖2為圖1的主視圖。

圖3為圖1的左視圖。

圖4為本發(fā)明的系統(tǒng)程序流程圖。

圖5為本發(fā)明的控制系統(tǒng)的結構框圖。

圖6為本發(fā)明的電氣控制原理圖。

圖中：1、支架總成；2、電機；3、平帶輪；4、傳送帶；5、氣壓缸；6、導向桿；7、導向塊；8、分級閘板；9、光電開關；10、支撐板；11、v帶；12、方形管；13、墊塊；14、帶座軸承；15、電機底座；16、帶輪防護罩；17、v帶輪。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進一步詳細的說明。

如圖1-6所示，本發(fā)明中自動分級輸出裝置包括支架總成1，它還包括氣壓缸5、分級閘板8、傳送帶4；支架總成1的上端兩側均設置有平帶輪3，傳送帶4平鋪于兩個平帶輪3之間；傳送帶4的上端設置有倒u型的支撐板10；支撐板10的前后兩側均通過多根立柱與支架總成1固定相連；

支撐板10的上端縱向設置有多個氣壓缸5，氣壓缸5的后側均對應設置有導向塊7；氣壓缸5和對應的導向塊7均通過導向桿6與分級閘板8固定相連；

分級閘板8設置于支撐板10內；分級閘板8與傳送帶4的傳送方向呈45°夾角；分級閘板8在氣壓缸5的控制作用下在相應的時間下落，進而改變恰經(jīng)此處的馬鈴薯的運動軌跡，使此馬鈴薯運動到相應的分級槽中；

氣壓缸5前側的支撐板上均對應設置有光電開關9；光電開關9下側的支撐板上均對應開設有出料口，自動分級后的馬鈴薯分別通過不同的出料口運動至對應的分級槽中；

光電開關9首先將檢測到的馬鈴薯位置信號傳遞給上位機，上位機再根據(jù)程序預先設定對特定的氣壓缸5進行選擇性開啟，從而控制相應的分級閘板8進行下落動作，把傳送來的馬鈴薯引導至相應的分級槽中。

平帶輪3的一端通過v帶11與v帶輪17相連接；v帶輪17設置于電機2的輸出端；電機2通過電機底座15架設于支架總成1的下部。

v帶11的外側設置有帶輪防護罩16。

平帶輪3的兩端均通過帶座軸承14安裝于墊塊13上；墊塊13的下端均設置有方形管12，帶座軸承14均通過墊塊13和方形管12固定設置于支架總成1上。

一種馬鈴薯自動分級輸出方法，其具體步驟如下：

ⅰ、馬鈴薯從上一級的光選儀配套輸送機上拋出后，以固定的拋物線經(jīng)過四個ccd攝像機形成的正四面體攝影區(qū)的中心；此時，ccd攝像機進行圖像采集，并將馬鈴薯表面的全方位圖像信息傳送給上位機；

ⅱ、上位機通過處理馬鈴薯的圖像信息，對得到的馬鈴薯外部品質信息進行判斷；先判斷馬鈴薯表面是否有缺陷，若有缺陷則直接控制執(zhí)行分級處理，若沒有缺陷則判斷是否為畸形馬鈴薯；若為畸形馬鈴薯則控制執(zhí)行分級處理，若不是畸形馬鈴薯則進行大小的判斷(馬鈴薯等級的劃分可以根據(jù)實際情況進行改動)，然后按照大小等級對馬鈴薯進行分級處理；

ⅲ、馬鈴薯在經(jīng)過步驟ⅰ中的平拋運動并降落至分級裝置的傳送帶4上之后，由光電開關9檢測此馬鈴薯在傳送帶4上的坐標信號并將該信號傳遞給上位機，從而為后面的分級環(huán)節(jié)提供精確的位置坐標；

ⅳ、上位機給氣壓缸5發(fā)出信號指令，控制分級閘板8的運動，保證分級閘板8會在相應的時間把相應的馬鈴薯精確的引導進入相應的分級槽中；分級后的馬鈴薯隨著分級槽的下滑通道進入分級箱中；不同大小以及外表面損傷的馬鈴薯都會進入相應不同的分級箱中，完成自動分級輸出。

本發(fā)明的技術參數(shù)如下：

輸送線投影長度l＝1200mm，有效輸送寬度b＝150mm，運行速度v＝1m/s；

輸送線驅動電機為外置式三相異步交流電動機(750w，380v三相交流)；

傳送帶采用國標3mm綠色pvc輸送帶，皮帶寬度150mm；

傳送帶采用直徑38mm碳鋼鍍鋅滾筒支撐；

輸送線兩端安裝驅動滾筒，滾筒表面滾花處理、張緊滾筒；

支架總成：國產(chǎn)優(yōu)質專用40*80鋁材制作，支腿國產(chǎn)優(yōu)質40*40碳鋼方管制作；

支腿底部配調節(jié)型腳杯，高度可調；

輸送線支腿表面噴塑處理，顏色為白色。

本發(fā)明的控制系統(tǒng)由帶動分級傳送帶的電機、調整電機轉速的變頻器、控制變頻器的主控制器模塊、進行通信的rs485通信模塊以及執(zhí)行馬鈴薯分級動作的氣缸閘板模塊組成，其結構框圖及電氣控制原理圖分別如圖5、圖6所示。

主控單片機通過rs485通信模塊，利用modbus協(xié)議控制變頻器，進而實現(xiàn)對馬鈴薯自動分級輸出機的電機的啟?？刂啤?/p>

對電機進行調試時，可通過變頻器控制面板或者通過端子控制的方式實現(xiàn)對電動機啟、停以及調速的控制。當使用端子控制方式時，閉合開關s1，接通公共端與di1，運行指示燈亮，電機正轉運行，輸出頻率通過調整ai2上的電位器，控制模擬量輸入來改變。斷開s1則電機減速停車，速度到0后，變頻器進入停機狀態(tài)，運行指示燈滅。閉合開關s2，接通公共端與di2，運行指示燈亮，電機正轉運行，輸出頻率通過調整ai2上的電位器，控制模擬量輸入來改變。斷開s2則電機減速停車，速度到0后，變頻器進入停機狀態(tài)，運行指示燈滅。如果同時di1、di2接通到公共端，則變頻器停止運行。閉合開關s3，接通公共端與di3，變頻器進入點動運行，運行指示燈亮，電機以設定的點動頻率正轉，斷開則電動機減速停止，速度到0后，變頻器進入停機狀態(tài)，運行指示燈熄滅。

本發(fā)明采用氣動裝置進行驅動，保證了分級的可靠性以及分級速度，可對外部有缺陷的馬鈴薯(包括干腐、表皮變綠、蟲眼、機械損傷、裂溝、二次生長、畸形、發(fā)芽等)進行快速無損檢測并剔除；然后對外部沒有缺陷的馬鈴薯根據(jù)重量實現(xiàn)不同等級的分級，最終及時可靠的把馬鈴薯引導到相應的分級槽中實現(xiàn)自動分級。

上述實施方式并非是對本發(fā)明的限制，本發(fā)明也并不僅限于上述舉例，本技術領域的技術人員在本發(fā)明的技術方案范圍內所做出的變化、改型、添加或替換，也均屬于本發(fā)明的保護范圍。